Каковы потенциальные применения металлической 3D -печати в будущей энергетической промышленности?

1. Поле ядерной энергии: «основная» технология прорывается через пределы традиционного производства
Компоненты на атомных электростанциях должны быть очень надежными. Они должны иметь возможность выполнять в очень жестких ситуациях, таких как высокие температуры, высокие давления и мощное излучение. При создании сложных конструкций канала потока традиционные методы испытывают проблемы с процедурой. Однако,Металлическая 3D -печатьТехнология может выполнять интегрированное формование, объединяя слои вместе. Например, рабочее колесо насоса охлаждающей жидкости ядерного реактора, изготовленного с помощью технологии плавления электронного луча (EBM), имеет внутренний канал охлаждения шириной всего 2 мм. Трудно создавать структуры с этим уровнем точности, используя стандартные методы литья. Более важно, что улучшение топологической структуры делает 3D -печать рабочего колеса на 30% легче, чем стандартные конструкции, и повышает эффективность охлаждения на 15% при той же мощности.
Металлическая 3D -печать продвигает развитие пробирков с сплавами циркония в ядерном топливном цикле. Требуется несколько проходов холодного прокатки и отжига, чтобы сделать традиционные трубки из циркония. Тем не менее, технология 3D -печати может сделать тонкие - стенку с толщиной стенкой 0,3 мм сразу, с регулируемой ориентацией зерна и 40% лучшим сопротивлением набуханиям излучения. К 2030 году конкретная компания по ядерной энергетике надеется использовать первую в мире 3D -печатную производственную линию пилотной трубки с сплава циркония для бизнеса для бизнеса.
2. Водородная промышленность является ключевым инструментом для решения «невозможного треугольника».
Компания водородной энергетики противоречит «невозможному треугольнику» безопасности, затрат и эффективности. Металлическая технология 3D -печати предлагает прорывной ответ, изменяя материалы и оптимизируя структуру. Биполярная пластина является наиболее важной частью электролизеров протонной обменной мембраны, которые производят водород из воды. Его конструкция канала потока оказывает прямое влияние на то, как эффективно производится водород. Трудно получить точность канала микрометра - с традиционными методами штамповки. Но биполярные пластины с сплава титана с 3D с печатью могут снизить ширину канала с 1 мм до 0,2 мм, что делает электролиз на 8% более эффективным. Новая энергетическая компания сократила стоимость создания биполярных пластин на 60% с использованием технологии 3D -печати. Один бак теперь может изготовить более 1000 нМ/ч водорода.
Технология 3D -печати делает высокую - резервуары для хранения водорода давления, что является большим шагом вперед в процессе хранения водорода. Используя конструкцию оптимизации топологии, толщина внутренней стенки металла внутренней стенки углеродного волокна может быть разрезана от 8 мм до 5 мм. Это сохраняет способность резервуаров на уровне 70 МПа и увеличивает плотность хранения водорода на единицу массы на 15%. Еще более впечатляюще, что технология 3D -печати может внести различные материалы изменяться от одного к другому, такая печать танталового покрытия на вершине титанового сплавного сплава. Это снижает риск охлаждения водорода на 90% и увеличивает срок службы резервуаров для хранения до 20 лет.
3. Возобновляемая энергия: изменение способа изготовления чистого энергетического оборудования
В мире ветроэнергетики металлическая 3D -печать избавляется от проблемы с большими и легкими вещами. Например, стандартным методам кофема требуется 120 тонн стальных слитков, чтобы сделать основной стержень от мощной ветряной турбины 15 МВт, однако они используют только менее 40% материала. Но технология 3D -печати использует полая градиентная структура, которая может снизить вес основного вала с 45 тонн до 28 тонн и сделать ее в 2,3 раза дольше, чем стандартные конструкции с помощью биомиметических решетки. Крупнейшая в мире 3D -типография SLM Metal Metal была разработана компании Wind Power Company. Одна машина может печатать круговые детали шириной 2,5 метра, а завод может создавать достаточно частей для 500 ветряных турбин в год.
Прорывы в технологии 3D -печати также помогают фотоэлектрическому бизнесу. Металлическая 3D -печать может создавать наноразмерные схемы электродов при производстве перовскитных клеток. Это уменьшает толщину света - поглощающего слоя с 500 нм до 200 нм, что увеличивает эффективность преобразования клеток до более чем 33%. 3 D Технология печати может создавать изогнутые клеточные структуры, которые не могут традиционные методы фотолитографии, которая открывает новые способы создания интегрированного фотоволтаика (BIPV). Группа исследователей разработала индивидуальные инструменты для печати тонких пленок селенида (CIGS) (CIGS). Это сокращает время, которое требуется, чтобы напечатать один сотовой связи от 72 часов до материалов до 8 часов.
4. Геотермальная разработка: как попасть в производственные пароли в жестких условиях
Инструменты бурения должны быть в состоянии выдерживать очень высокие температуры и коррозию, чтобы генерировать геотермальное электричество. При 350 градусах традиционный никель - на основе сплавных сплавов, вероятно, будут взломать из -за коррозии напряжения в геотермальных жидкостях. Тем не менее, технология 3D -печати может создать слой арматурного сплава вольфрамового сплава толщиной толщиной 0,5 мм на поверхности бурового бита посредством конструкции градиента композиции. Это повышает рабочую температуру до 500 градусов и утроивает срок службы. Когда компания по геотермальной разработке начала использовать 3D -печатные буровые биты, стоимость выкопания одного скважина снизилась с 12 миллионов юаней до 7,5 миллионов юаней, и время, которое потребовалось для тренировки скважины на 40%.
В расширенных геотермальных системах (EGS) 3D -печать помогает создавать умное искусственное тепловое хранилище. Печать направляющей тарелки с крошечными каналами позволяет точно регулировать, где вводится инъекционная вода в формировании. Это делает его на 25% более эффективным при извлечении тепла. Что еще более инновационно, так это то, что технология 3D -печати может создавать интеллектуальные инструменты завершения скважин с датчиками, которые могут отслеживать данные о температуре и давлении в режиме реального времени, помогая принимать решения о том, как управлять геотермальными ресурсами.